美國聚變研究獲得新突破

【美國麻省理工學院官網(wǎng)2016年10月14日報道】 美國東部時間2016年9月30日21時25分，美國麻省理工學院(MIT)等離子體科學與聚變中心在聚變能研究方面實現(xiàn)了一次飛躍：該中心Alcator C-Mod托卡馬克聚變堆創(chuàng)造了一項世界紀錄——等離子體壓強超過2個大氣壓。

Alcator C-Mod 1993年投運，是世界上第三臺強磁場托卡馬克裝置，也是世界唯一的擁有被稱為“托卡馬克”的環(huán)形腔的緊湊型強磁場聚變堆。其磁場強度可達8特斯拉——地球磁場強度的16萬倍，從而能夠創(chuàng)造致密的熱等離子體，并能在超過8000萬攝氏度的高溫下使等離子體保持穩(wěn)定。該堆的磁場強度是其他聚變堆的兩倍以上，因而能夠產(chǎn)生更高的等離子體壓強。

在其23年的運行史中，Alcator C-Mod曾多次創(chuàng)造磁約束聚變裝置的等離子體壓強記錄。上一次記錄即1.77個大氣壓是在2005年創(chuàng)造的。此次新紀錄為2.05個大氣壓，比2005年記錄高出15%。該堆在創(chuàng)造等離子體壓強紀錄的同時，等離子體內部溫度超過3500萬攝氏度——太陽中心溫度的約兩倍，每秒可產(chǎn)生超過300萬億次聚變反應，中心磁場強度達5.7特斯拉，電流強度達140萬安培，核聚變功率高達400萬瓦。等離子體的體積約為1立方米，持續(xù)時間為2整秒。

其他同類聚變研究裝置雖然也能達到與Alcator C-Mod類似的高溫，但等離子體壓強僅能達到接近1個大氣壓的水平。Alcator C-Mod的新紀錄比其他同類裝置的記錄高出約70%。

除非有新裝置建成，否則2.05個大氣壓這一記錄將會保持15年，直至目前正在法國建設的國際熱核聚變實驗堆(ITER)投入運行。根據(jù)美國能源部(DOE)最新公布的報告，ITER將在2032年全面投運，并達到2.6個大氣壓的等離子體壓強。

雖然Alcator C-Mod為促進聚變能的發(fā)展做出了重要貢獻，但美國能源部2012年決定不再為其撥款，因為要為ITER項目騰出資金。之后，美國國會決定繼續(xù)為該堆提供資金，直至2016年9月30日。這意味著Alcator C-Mod在創(chuàng)造新紀錄之后將停止運行。

(伍浩松 譯 張 焰 校)